2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)熱點情境訓(xùn)練-航天技術(shù)類(一)

航天技術(shù)類（一）

1.（2023湖北八市高三下學(xué)期3月聯(lián)考）北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已進入服務(wù)全球的新時代。北斗系統(tǒng)

空間段由多種類衛(wèi)星組合而成，其中地球靜止軌道衛(wèi)星A在赤道平面運轉(zhuǎn)，傾斜地球同步軌道衛(wèi)星B

的軌道與赤道平面有一個夾角，兩衛(wèi)星的運行周期均為24ho假設(shè)兩衛(wèi)星均沿圓軌道運行，則衛(wèi)星A

與5一定相同的物理量是（）

A.線速度

B.軌道半徑

C.加速度

D.地球?qū)πl(wèi)星的引力大小

2.（2023山東濟南二模）2023年4月16日,專門承擔(dān)降水測量重任的風(fēng)云三號G星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中

心成功發(fā)射，此前，我國還成功發(fā)射世界首顆聯(lián)通地月的中繼衛(wèi)星“鵲橋號”。如圖所示，風(fēng)云三號G星

在距離地面400km的軌道上近似做勻速圓周運動，“鵲橋號”位于地月延長線上的P點，在地球和月球

引力的共同作用下與月球一起以相同的周期繞地球做勻速圓周運動。已知地球半徑為R=6400km,

月球和“鵲橋號”繞地球運動的軌道半徑分別為60R和72R?表示風(fēng)云三號G星的向心加速度大

小,也表示月球的向心加速度大?、缺硎尽谤o橋號''的向心加速度大小，以下判斷正確的是（）

柒云三號弓星川*第橋號

-W

A.〃3>0>42B.0>〃2>a3

C.U2>Cl3>a\D.ai>43>〃2

3.（2023浙江強基聯(lián)盟高三下學(xué)期2月統(tǒng)測）地球公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星運動軌道則是一個非常扁的

橢圓。天文學(xué)家哈雷成功預(yù)言哈雷彗星的回歸,它最近出現(xiàn)的時間為1986年，預(yù)測下次飛近地球?qū)⒃?/p>

2061年左右。地球與哈雷彗星繞日運動的示意圖如圖所示,且圖中M點為兩軌跡的交點。則下列分

析正確的是（）

A.哈雷彗星在近日點的速度大于地球繞日公轉(zhuǎn)的速度

B.哈雷彗星在收點時的加速度小于地球在M點時的加速度

C.根據(jù)已知數(shù)據(jù)可估算哈雷彗星軌道的半長軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的貸倍

D.地球與太陽的連線和哈雷甥星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等

4.（2023河北九師聯(lián)盟高三下學(xué)期2月質(zhì)檢）“雙星”是宇宙中普遍存在的一種天體系統(tǒng)，這種系統(tǒng)較穩(wěn)

定的原因之?是系統(tǒng)的動量守恒且總動量為0,如圖所示/、B兩顆恒星構(gòu)成雙星系統(tǒng),繞共同的圓心

?；ハ喹h(huán)繞做勻速圓周運動，距離不變，角速度相等，已知A的動量大小為P.A、8的總質(zhì)量為〃必、B

軌道半徑之比為長則B的動能為（）

AkFR(l+k)p2

22(1+.0,2Am

22

c(l-^)Ppkp

J2km七⑴外血

5.（2023遼寧沈陽高三模擬）“嫦娥一號”奔月的示意圖如圖所示，“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射后經(jīng)多次變軌，進

入地月轉(zhuǎn)移軌道,最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星。關(guān)于“嫦娥一號”，下列說法正確的是（）

A.發(fā)射時的速度必須達到第三宇宙速度

B.在繞地軌道中，公轉(zhuǎn)半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方之比不變

C.在軌道/上運動時的速度小于軌道〃上任意位置的速度

D.在不同的繞月軌道上，相同時間內(nèi)衛(wèi)星與月心連線掃過的面積相等

6.（多選）（2023山東濰坊二模）2023年5月11日，天舟六號貨運飛船成功對接中國空間站“天和”核心

艙，對接完成后，可認為空間站貼近地球表面運行，已知地球的半徑為R,地球同步衛(wèi)星離地面的高度約

為6R,地面的重力加速度為g.下列說法正確的是（）

A.空間站的速度約為北西

B.空間站的周期約為

C.地球的自轉(zhuǎn)周期約為

D.空間站與地球同步衛(wèi)星的線速度之比約為7：1

7.（2023山東濱州二模）神舟十四號載人飛船采用自主快速交會對接模式，經(jīng)過6次自主變軌,于北京

時間2022年6月5日17時42分,成功對接于核心艙徑向端口，對接過程歷時約7小時。若某載人飛

船沿圓軌道/做勻速圓周運改，軌道半徑為，-，空間站沿圓軌道〃做勻速圓周運動，軌道半徑為凡載人

飛船和空間站運動方向相同。載人飛船運動到軌道/的位置A時,加速變軌到橢圓軌道，此時空間站

在軌道〃的位置叫NA08W,當(dāng)載人匕船第一次運動至遠地點時恰好與空間站相遇，再次加速變軌實

現(xiàn)對接，此過程中,空間站轉(zhuǎn)過的角度小于兀。則J的大小為（）

OJA

C&-圖

D.O

8.（2023山東煙臺二模）艙外航天服有一定的伸縮性，能封閉一定的氣體，提供人體生存的氣壓。2021

年11月8日，王亞平身穿我國自主研發(fā)的艙外航天服“走出”太空艙，成為我國第一位在太空“漫步”的

女性。王亞平先在節(jié)點艙（出艙前的氣閘艙）穿上艙外航天服，若航天服內(nèi)密閉氣體的體積為Vi=2L,

壓強〃尸5.0x104pa,溫度力=27C。然后把節(jié)點艙的氣壓不斷降低，到能打開艙門時，航天服內(nèi)氣體體

積膨脹到V2=2.5L,溫度為攵=3℃,壓強為〃2（未知）。為便于艙外活動,航天員出艙前將一部分氣體

緩慢放出,使航天服內(nèi)的氣體體積仍變?yōu)?，氣壓降到〃3=3.0x104pa,假設(shè)釋放氣體過程中溫度不

變。求：

⑴壓強〃2；

⑵航天服需要放出的氣體與原來航天服內(nèi)氣體的質(zhì)量之比M

9.“星空浩瀚無比,探索永無止境。”人類從未停止對宇宙的探索，中國航天事業(yè)正在創(chuàng)造更大的輝

煌。

（1）變軌技術(shù)是航天器入軌過程中的重要一環(huán)。實際航行中的變軌過程較為復(fù)雜，為方便研究我們將

航天器的變軌過程簡化為如佟甲所示的模型:①將航天器發(fā)射到近地圓軌道1上;②在A點點火加速

使航天器沿橢圓軌道2運行，軌道1和軌道2相切于A點工、B分別為軌道2的近地點與遠地點，地

球的中心位于橢圓的一個焦點;③在遠地點B再次點火加速，航天器沿圓軌道3運行，軌道2和軌道3

相切于8點。己知引力常量為G,地球的質(zhì)量為加明軌道1半徑為R,軌道3半徑為34質(zhì)量為機的

物體與地球間的引力勢能為物體到地心的距離，取無窮遠處引力勢能為零)。

a.求航天器在圓軌道I上運行時的速度大小v;

b.開普勒第二定律表明:航天器在橢圓軌道2上運行時，它與地球中心的連線在相等的時間內(nèi)掃過的

面枳相等。請根據(jù)開普勒第二定律和能量守恒定律，求航天器在橢圓軌道2近地點A的速度大小

(2)在航天器到達預(yù)定高度后，通常使用離子推進器作為動力裝置再進行姿態(tài)和軌道的微小修正。如

圖乙所示，推進劑從P處注入，在此處電離出正離子,Pi、P2之間加有恒定電壓U,正離子進入時的

速度忽略不計，經(jīng)加速形成電流為/的離子束從出口R噴出。己知單位時間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為

機0。為研究方便，假定離子推進器在太空飛行時不受其他外力，忽略推進器運動的速度。求推進器獲

得的推力的大小心

乙

航天技術(shù)類（一）

1.B線速度為矢量，衛(wèi)星A與8的線速度方向不相同,A錯誤;根據(jù)2平=加等心因為軌道為圓軌

道，兩衛(wèi)星的運行周期相同，則兩衛(wèi)星的軌道半徑一定相同,B正確;加速度是矢量，衛(wèi)星A與8的

Gm.^m

加速度方向不相同,C錯誤;根據(jù)八產(chǎn)衛(wèi)星4和衛(wèi)星B的質(zhì)量不一定相同，則地球?qū)尚l(wèi)星

的引力大小不一定相同,D錯誤。

2.D根據(jù)題意,由萬有引力提供向心力有駕工〃?小解得〃=字，則有父=詈篙察=3

L

Mra2（6400+400/

189,“鵲橋號”與月球一起以相同的周期繞地球做勻速圓周運動,由公式。二警，?可得空=粵=±

T。372/?6

則有0＞的＞。2,故選D。

3.A哈雷彗星在橢圓軌道上繞日公轉(zhuǎn)，速度大于太陽的第一宇宙速度，而地球繞日軌道比近日軌

道要遠一些，根據(jù)J畢可知地球環(huán)日速度小于太陽的第一宇宙速度，所以哈雷彗星在近日點

的速度大于地球繞日公轉(zhuǎn)的速度,A正確;根據(jù)牛頓第二定律得工『答=鬻=饕，哈雷彗星在

3r3

M點時的加速度等于地球在M點時的加速度,B錯誤;根據(jù)開普勒第三定律有曰二占，則

丁哈丁地

"=有廠地=再f，C錯誤;根據(jù)開普勒第二定律可知同一顆行星與太陽的連線在相同時間內(nèi)掃

過的面積相等，所以地球與太陽的連線和哈雷彗星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積不相

等,D錯誤。

4.B設(shè)4、8的質(zhì)量分別為〃?八、"做軌道半徑分別為以、3,萬有引力充當(dāng)向心力，則有

〃〃斯7八二〃W0%,根據(jù)題意以：,產(chǎn)攵、〃〃+/〃8f綜合解得”?產(chǎn)當(dāng)yl、4組成的系統(tǒng)動量守恒且

總動量為0,則B的動量大小與4的動量大小相等，則8的動能為反產(chǎn)喘=笥黑，故選B。

5.D第三宇宙速度是指發(fā)射物體能夠脫離太陽系的最小發(fā)射速度，而“嫦娥一號”仍然沒有脫離

地球引力的范圍，所以其發(fā)射速度小于第二宇宙速度,A錯誤;在繞地軌道中，根據(jù)開普勒第三定律

其二人可知同一中心天體,橢圓軌道半長軸的三次方與周期的二次方之比為定值,B正確就軌道/

的速度為力，軌道〃近月點速度為也,軌道〃遠月點速度為也,在軌道〃的遠月點建立一以月球為

圓心的圓軌道，其速度為電則根據(jù)離月球的遠近，再根據(jù)圓周運動加速離心原理，可得

藝”/4＞嗎,結(jié)合萬有引力提供向心力有G等=〃片,解得尸忤,可知圓軌道半徑越大淡速度

越小，所以也＞也因此會%，故在軌道/上運動時的速度力不是小于軌道〃上任意位置的

速度,C錯誤;根據(jù)開普勒第二定律，可知在同一繞月軌道上，相同時間內(nèi)衛(wèi)星與月心連線掃過的面

積相同，但是在不同的繞月軌道上不滿足,D錯誤。

6.BC空間站貼近地球表面運行，由吟=用件二〃吆,可得呷石下,A錯誤;由筆■/?二〃修可得

空間站的周期約為7=2兀J,B正確;地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為6凡由

機等（R+6R）二恐/解得7'=14兀娉,C正確油〃?總=溫端,解得地球同步衛(wèi)星的線速度

為vr=照,空間站與地球同步衛(wèi)星的線速度之比約為u：M二夕：1,D錯誤。

/r+R\3

7.B根據(jù)開普勒第三定律得與?_=鳥,整理得?二穿隋，飛船從近地點第一次到達遠地

點所用的時間為T?尸吟弟,2,在這段時間,空間站運行的角度為兀-。=3/專/若白熾，

整理得。』（1-票篇）故選B。

8.答案⑴3.6x1O4pa

謁

解析（1）由題意可知，密閉航天服內(nèi)氣體初、末狀態(tài)溫度分別為

T,=273K+/i=300K

3273K+/2=270K

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有空=空

TlT2

解得C=3.6xl（）4pa。

（2）設(shè)航天服需要放出的氣體在壓強為P3狀態(tài)下的體積為AK根據(jù)玻意耳定律有

P2V2=P3（M+AV）

解得L

則放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量之比為

Am_Ay_